بهینه سازی طراحی پایدار ساختمان های چندمنظوره در مناطق شهری پرتراکم آسیا: ادغام مصالح کم کربن و سیستم های انرژی تجدیدپذیر

پژوهش حاضر با هدف بهینه سازی طراحی پایدار این ساختمان ها راهبردهای استفاده از مصالح کم کربن، طراحی منفعل و سامانه های انرژی تجدیدپذیر را مورد بررسی قرار داد. تحلیل مصالح نشان داد که انتخاب ماده نقش مستقیم و قابل توجهی بر انتشار کربن نهفته و قابلیت بازیافت دارد؛ به طور مثال بتن معمولی با ۴۵۰ kgCO₂e/m بالاترین انتشار و کمترین قابلیت بازیافت ۳۰ درصد را داشت در حالی که چوب مهندسی شده (CT) با ۱۹۰ KgCO₂e/m و قابلیت بازیافت ۹۵ درصد کمترین اثر زیست محیطی و بالاترین پتانسیل بازیافت را ارائه داد. فولاد بازیافتی و بتن با خاکستر بادی نیز گزینه های میانگین با انتشار کمتر و قابلیت بازیافت بالاتر هستند. شبیه سازی های بهره برداری نشان داد که طراحی منفعل بهینه مصرف انرژی سالانه را در توکیو، شانگهای، پکن و بمبئی از ۲۱۰ به ۱۵۰ kWh/m² و کربن عملیاتی را از ۱۱۵ به ۷۵ kgCO₂e/m² کاهش می دهد و شاخص نور روز و ساعات آسایش حرارتی بدون سیستم فعال بهبود می یابند. افزودن سامانه های فتوولتائیک و ذخیره سازی انرژی کاهش مصرف انرژی را به ۷۰ kWh/m² و کربن عملیاتی را به ۱۰ kgCO₂e/m² می رساند و آسایش حرارتی و نور روز به بالاترین سطح می رسد. تحلیل بهینه سازی چندهدفه نشان داد که گزینه های شهری مختلف می توانند کاهش کربن چرخه عمر، کنترل هزینه، ارتقای آسایش حرارتی و افزایش تاب آوری را به طور همزمان فراهم کنند؛ برای نمونه کربن چرخه عمر از ۹۸۰ kgCO₂e/m² در توکیو به ۷۲۰ kgCO₂e/m² در بمبئی کاهش یافت و شاخص تاب آوری از ۰.۶۵ به ۰.۸۳ افزایش یافت.

کلیدواژه ها:

مصالح کم کربن ، طراحی منفعل ، انرژی تجدیدپذیر ، بهینه سازی چندهدفه ، ساختمان های چند منظوره